(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電器による二次電池の充電期間内における所定電流積算期間の前記二次電池の充放電電流を積算し、電流積算に基づく前記二次電池の充電率である電流積算充電率を算出する電流積算充電率算出手段と、
前記所定電流積算期間の前記電流積算充電率の変化量である電流積算充電率変化量を算出する電流積算充電率変化量算出手段と、
前記二次電池の状態量に基づいて前記所定電流積算期間の開始時および終了時の開放電圧を推定する開放電圧推定手段と、
前記所定電流積算期間の開始時および終了時の前記開放電圧に基づく前記二次電池の充電率である開放電圧充電率を算出する開放電圧充電率算出手段と、
前記所定電流積算期間終了時の開放電圧充電率と前記所定電流積算期間の開始時の開放電圧充電率との差分である開放電圧充電率変化量を算出する開放電圧充電率変化量算出手段と、
前記開放電圧充電率変化量に対する前記電流積算充電率変化量の比である容量維持率を算出し、算出した容量維持率に基づき前記二次電池の電池容量を算出する電池容量算出手段と、
前記二次電池の状態量に基づいて電池モデルの各パラメータを逐次推定する電池モデルパラメータ推定手段と、
所定の期間にM系列信号をさらに電流入力として前記二次電池に入力するM系列信号入力手段と、
を備え、
前記開放電圧推定手段は、前記各パラメータに基づいて前記所定電流積算期間の開始時および終了時の開放電圧を推定し、
前記電流積算充電率変化量算出手段は、充電開始時の前記M系列信号入力が終了した時点を前記所定電流積算期間の開始時とし、前記充放電電流が前記閾値以下となった後に前記M系列信号入力が終了した時点を前記所定電流積算期間の終了時とするようにした、
ことを特徴とする電池容量算出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電池容量算出装置において、
ドライバが充電を停止するための充電停止スイッチをさらに備え、
前記M系列信号入力手段は、充電期間中であって前記充放電電流が閾値以下となる前に前記充電停止スイッチが操作されたとき、前記M系列信号を電流入力として前記二次電池に入力する、
ことを特徴とする電池容量算出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の電池容量算出装置において、
前記二次電池への前記M系列信号入力が可能であるか否かを判定するM系列信号入力可否判定手段を備え、
前記電流積算充電率変化量算出手段は、充電開始前に前記M系列信号入力が不可能であると判定された場合、充電開始時を前記所定電流積算期間の開始時とし、
前記開放電圧推定手段は、充電開始前に前記M系列信号入力が不可能であると判定された場合、充電開始直前に前記充放電電流がゼロとなった時点で開放電圧を推定し、当該開放電圧を前記所定電流積算期間の開始時の開放電圧とする、
ことを特徴とする電池容量算出装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の電池容量算出装置において、
前記二次電池への前記M系列信号入力が可能であるか否かを判定するM系列信号入力可否判定手段を備え、
前記電流積算充電率変化量算出手段は、充電開始後であって前記充放電電流が前記閾値以下となった後に前記M系列信号入力が不可能であると判定された場合、または、前記閾値以上であっても充電が中断し前記M系列信号入力が不可能であると判定された場合、充電終了後に前記充放電電流の絶対値の積算量が所定量に達した時点を前記所定電流積算期間の終了時とする、
ことを特徴とする電池容量算出装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の電池容量算出装置において、
前記所定電流積算期間を、前記二次電池の充電電流が所定の閾値を超える期間とした、
ことを特徴とする電池容量算出装置。
【請求項６】
充電器による二次電池の充電期間内における所定電流積算期間の前記二次電池の充放電電流を積算し、電流積算に基づく前記二次電池の充電率である電流積算充電率を算出する電流積算充電率算出手段と、
前記所定電流積算期間の前記電流積算充電率の変化量である電流積算充電率変化量を算出する電流積算充電率変化量算出手段と、
前記二次電池の状態量に基づいて前記所定電流積算期間の開始時および終了時の開放電圧を推定する開放電圧推定手段と、
前記所定電流積算期間の開始時および終了時の前記開放電圧に基づく前記二次電池の充電率である開放電圧充電率を算出する開放電圧充電率算出手段と、
前記所定電流積算期間終了時の開放電圧充電率と前記所定電流積算期間の開始時の開放電圧充電率との差分である開放電圧充電率変化量を算出する開放電圧充電率変化量算出手段と、
前記開放電圧充電率変化量に対する前記電流積算充電率変化量の比である容量維持率を算出し、算出した容量維持率に基づき前記二次電池の電池容量を算出する電池容量算出手段と、
前記二次電池の状態量に基づいて電池モデルの各パラメータを逐次推定する電池モデルパラメータ推定手段と、
を備え、
前記開放電圧推定手段は、前記各パラメータに基づいて前記所定電流積算期間の開始時および終了時の開放電圧を推定し、
前記電流積算充電率変化量算出手段は、充電開始時を前記所定電流積算期間の開始時、充電終了後に前記充放電電流の絶対値の積算量が所定量に達した時点を前記所定電流積算期間の終了時とし、
前記開放電圧推定手段は、充電開始直前に前記充放電電流がゼロとなった時点で推定した開放電圧を前記所定電流積算期間の開始時の開放電圧とする、
ことを特徴とする電池容量算出装置。
【請求項７】
請求項６に記載の電池容量算出装置において、
前記所定電流積算期間を、前記二次電池の充電電流が所定の閾値を超える期間とした、
ことを特徴とする電池容量算出装置。
【請求項８】
充電器による二次電池の充電期間内における所定電流積算期間の前記二次電池の充放電電流を積算し、電流積算に基づく前記二次電池の充電率である電流積算充電率を算出し、
前記所定電流積算期間の前記電流積算充電率の変化量である電流積算充電率変化量を算出し、
前記二次電池の状態量に基づいて前記所定電流積算期間の開始時および終了時の開放電圧を推定し、
前記所定電流積算期間の開始時および終了時の前記開放電圧に基づく前記二次電池の充電率である開放電圧充電率を算出し、
前記所定電流積算期間終了時の開放電圧充電率と前記所定電流積算期間の開始時の開放電圧充電率との差分である開放電圧充電率変化量を算出し、
前記開放電圧充電率変化量に対する前記電流積算充電率変化量の比である容量維持率を算出し、算出した容量維持率に基づき前記二次電池の電池容量を算出し、
前記二次電池の状態量に基づいて電池モデルの各パラメータを逐次推定し、
所定の期間にM系列信号をさらに電流入力として前記二次電池に入力する電池容量算出方法であって、
前記所定電流積算期間を、前記二次電池の充電電流が所定の閾値を超える期間とし、
前記開放電圧の推定は、前記各パラメータに基づいて前記所定電流積算期間の開始時および終了時の開放電圧を推定し、
前記電流積算充電率変化量の算出は、充電開始時の前記M系列信号入力が終了した時点を前記所定電流積算期間の開始時とし、前記充放電電流が前記閾値以下となった後に前記M系列信号入力が終了した時点を前記所定電流積算期間の終了時とするようにした、
ことを特徴とする電池容量算出方法。
【請求項９】
充電器による二次電池の充電期間内における所定電流積算期間の前記二次電池の充放電電流を積算し、電流積算に基づく前記二次電池の充電率である電流積算充電率を算出し、
前記所定電流積算期間の前記電流積算充電率の変化量である電流積算充電率変化量を算出し、
前記二次電池の状態量に基づいて前記所定電流積算期間の開始時および終了時の開放電圧を推定し、
前記所定電流積算期間の開始時および終了時の前記開放電圧に基づく前記二次電池の充電率である開放電圧充電率を算出し、
前記所定電流積算期間終了時の開放電圧充電率と前記所定電流積算期間の開始時の開放電圧充電率との差分である開放電圧充電率変化量を算出し、
前記開放電圧充電率変化量に対する前記電流積算充電率変化量の比である容量維持率を算出し、算出した容量維持率に基づき前記二次電池の電池容量を算出し、
前記二次電池の状態量に基づいて電池モデルの各パラメータを逐次推定する電池容量算出方法であって、
前記所定電流積算期間を、前記二次電池の充電電流が所定の閾値を超える期間とし、
前記開放電圧の推定は、前記各パラメータに基づいて前記所定電流積算期間の開始時および終了時の開放電圧を推定し、
前記電流積算充電率変化量の算出は、充電開始時を前記所定電流積算期間の開始時、充電終了後に前記充放電電流の絶対値の積算量が所定量に達した時点を前記所定電流積算期間の終了時とし、
前記開放電圧の推定は、充電開始直前に前記充放電電流がゼロとなった時点で推定した開放電圧を前記所定電流積算期間の開始時の開放電圧とする、
ことを特徴とする電池容量算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池容量算出装置および電池容量算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の電池容量算出方法では、二次電池の放電時に複数の時点で電流と端子電圧を計測し、電流−電圧特性の傾きから電池の内部抵抗を推定し、あらかじめ実験で求めた内部抵抗−電池容量維持率特性を参照して電池容量を求めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平０１−３９０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
二次電池の内部抵抗には二次電池の劣化により特性が変化する時間応答遅れ成分が存在するのに対し、電流−電圧特性の傾きから求めた内部抵抗は応答遅れ成分が考慮されていないため、推定誤差が大きく、電池容量の算出精度が低いという問題があった。
本発明の目的は、電池容量を高精度に算出できる電池容量算出装置および電池容量算出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明では、充電器による二次電池の充電期間内における所定電流積算期間の二次電池の充放電電流の積算値に基づいて電流積算に基づく充電率変化量を算出し、二次電池の状態量に基づいて所定電流積算期間の開始時および終了時の開放電圧を、二次電池の状態量を用いて逐次推定した電池モデルの各パラメータに基づいて推定し、推定した開放電圧から所定電流積算期間の開始時および終了時の充電率を求め、両者の差分から開放電圧に基づく充電率変化量を算出し、開放電圧に基づく充電率変化量に対する電流積算に基づく充電率変化量の比である容量維持率を算出し、二次電池の初期電池容量に容量維持率を乗算して二次電池の電池容量を算出する。そして上記電流積算に基づく充電率変化量を求めるにあたっては、M系列信号を用いて、あるいは充放電電流の絶対値の積算量を用いて充放電電流積算期間の開始時および終了時とする。
【発明の効果】
【０００６】
充電器による二次電池の充電時は使用時と比較して充放電電流が高く、かつ安定しているため、電流積算誤差による影響を少なくでき、電流積算に基づく充電率変化量を精度良く算出できる。よって、電流積算に基づく充電率変化量と開放電圧に基づく充電率変化量とから求まる容量維持率の算出精度を高めることができ、この結果、容量維持率と初期電池容量から求まる電池容量を高精度に算出できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１のバッテリシステム1の構成図である。
【図２】コントローラ2の制御ブロック図である。
【図３】バッテリ6の内部抵抗等価回路を示すバッテリモデルである。
【図４】逐次パラメータ推定の制御ブロック図である。
【図５】バッテリ6のバッテリ6のOCV-SOC特性図である。
【図６】M系列信号発生回路21および信号調整部22の構成図である。
【図７】M系列信号発生回路21のシフトレジスタ数である。
【図８】M系列の一例である。
【図９】M系列信号の波形図である。
【図１０】M系列信号波形の一部拡大図である。
【図１１】実施例１のコントローラ2で実行されるバッテリ容量算出処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】実施例１のバッテリ容量算出処理作用を示すタイムチャートである。
【図１３】実施例２のコントローラ2で実行されるバッテリ容量算出処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】実施例２のバッテリ容量算出処理作用を示すタイムチャートである。
【図１５】実施例３のコントローラ2で実行されるバッテリ容量算出処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の電池容量算出装置および電池容量算出方法を実施するための形態を、実施例に基づいて説明する。
〔実施例１〕
まず、実施例１の構成を説明する。
図１は、実施例１のバッテリシステム1の構成図であり、実施例１のバッテリシステム1は、電気自動車に搭載されている。
バッテリシステム1は、コントローラ2、バッテリ6の端子電圧を検出する電圧センサ3、バッテリ6の充放電電流を検出する電流センサ4、バッテリ6の温度Tを検出する温度センサ5、二次電池としての強電バッテリ（以下、バッテリ）6、負荷7、充電器8および充電停止スイッチ9を備える。ここで、充電器は車載に限らず、充電スタンド等の急速充電器としてもよい。負荷7は、駆動輪を駆動するモータジェネレータに電力を供給するインバータである。
コントローラ2は、電圧センサ3で検出されたセンサ電圧Vと、電流センサ4で検出されたセンサ電流Iと、温度センサ5で検出されたセンサ温度Tとに基づいてバッテリ6の充電率SOC(State of charge)等を演算し、バッテリ6の充放電を制御する。また、コントローラ2は、各センサ値に基づいて現在のバッテリ6のバッテリ容量（電池容量）Chを算出し、バッテリ容量Chから予測される走行可能距離をドライバに提示する。
充電停止スイッチ9は、ドライバが充電を停止する場合に操作されるスイッチであり、車室内や、車と家庭用AC電源を接続するケーブルやコネクタ・プラグ、及び急速充電器（ケーブルやコネクタ・プラグも含む）に配置されている。
【０００９】
図２は、コントローラ2の制御ブロック図である。
開放電圧推定部（電池モデルパラメータ推定手段、開放電圧推定手段）11は、充電器8によるバッテリ6の充電期間内における所定電流積算期間の開始時および終了時、電圧センサ3および電流センサ4により検出されたバッテリ6の状態量（センサ電圧V、センサ電流I）に基づいてバッテリモデル（電池モデル）の各パラメータを逐次推定すると共に、推定した各パラメータに基づいて開放電圧OCV(Open Circuit Voltage)を推定する。所定電流積算期間については後述する。
図３は、バッテリ6の内部抵抗等価回路を示すバッテリモデル18であり、バッテリモデル18は、電解液抵抗とオーム抵抗等の直流成分を設定する抵抗R0と、電荷移動過程における動的な振る舞いを表す反応抵抗として設定する抵抗R1と、電気二重層として設定するC1と、拡散過程における動的な振る舞いを表すものとして設定するR2,C2とにより構成される。ここでは、電荷移動過程で一次の並列回路、拡散過程で二次の並列回路の等価回路モデルで表しているが、状況に応じてそれぞれの次数は変化する。
【００１０】
図４は、逐次パラメータ推定の制御ブロック図であり、センサ電流Iをバッテリ6とバッテリモデル18に入力したとき、バッテリ6の端子電圧とバッテリモデル18の端子電圧推定値V^との差分がなくなるように適応機構10によってバッテリモデル18の各パラメータR0,R1,R2,C1,C2を逐次修正することで、現在のバッテリ6の状態に合致したバッテリモデルを得ることができる。
開放電圧推定部11は、推定した各パラメータR0,R1,R2,C1,C2とセンサ電流Iから過電圧VRを算出し、センサ電圧（端子電圧）Vから過電圧VRを減算して開放電圧OCVを計算する。
【００１１】
OCV-SOC変換部（開放電圧充電率算出手段）12は、あらかじめ設定されたOCV-SOC変換テーブルを用いて開放電圧OCVを開放電圧に基づく充電率（以下、開放電圧充電率）SOC-vに変換する。図５は、バッテリ6のOCV-SOC特性図であり、開放電圧OCVと充電率SOCとの関係は、温度や劣化に依らず常に一定に保たれるため、あらかじめ実験によりバッテリ6のOCV-SOC特性を測定し、OCV-SOC変換テーブルを作成しておく。
電流積算SOC算出部（電流積算充電率算出手段）13は、所定電流積算期間のセンサ電流Iの積算値から電流積算に基づく充電率（以下、電流積算充電率）SOC-iを算出する。
ΔSOC-v算出部（開放電圧充電率変化量算出手段）14は、所定電流積算期間の終了時に推定された開放電圧充電率SOC-v2と、所定電流積算期間の開始時に推定された開放電圧充電率SOC-v1との差分から開放電圧に基づく充電率変化量（以下、開放電圧充電率変化量）ΔSOC-vを算出する。
【００１２】
ΔSOC-i算出部（電流積算充電率変化量算出手段）15は、所定電流積算期間の電流積算に基づく充電率変化量（以下、電流積算充電率変化量）ΔSOC-iを算出する。
劣化推定部（電池容量算出手段）16は、開放電圧充電率変化量ΔSOC-vと電流積算充電率変化量ΔSOC-iとに基づいて、初期バッテリ容量（初期電池容量）Ahに対する現在のバッテリ容量Chの比である容量維持率SOH(State of health)を算出し、算出した容量維持率SOHから現在のバッテリ容量Chを求める。容量維持率SOHは、電流積算充電率変化量ΔSOC-iを開放電圧充電率変化量ΔSOC-vで除算することで得られる。また、現在のバッテリ容量Chは、初期バッテリ容量Ahに対し、容量維持率SOHを乗算することで求まる。初期バッテリ容量Ahは、あらかじめ実験により測定した値を用いる。
【００１３】
充電制御部（M系列信号入力手段）17は、充電器8が外部電源（不図示）に接続されたことを検出し、充電器8に対しCC-CV(Constant Current - Constant Voltage；定電流定電圧)充電方式に従って充電電流指令値の生成を開始し、充電器8へ出力する。ここで、CC-CV充電方式とは、一定の上限電流により充電を行い、電圧センサ3により検出されるセンサ電圧（端子電圧）Vが上限電圧（例えば、4.2V）に達すると、この電圧を維持するように、電流値を徐々に減少させる充電方式である。なお、充電制御部17は、充電中に充電停止スイッチ9が操作(OFF→ON)された場合、充電を停止する。
また、充電制御部17は、充電開始時および充電期間中であってセンサ電流Iが閾値Ith以下になったとき、または充電停止スイッチ9がONされたとき、M系列信号を電流入力としてバッテリ6に入力する充電電流指令値を生成する。ここで、閾値Ithは、充電時の上限電流よりも小さな電流値であって、かつ、電流センサ4の検出誤差に対して十分に大きな電流値とする。なお、M系列信号に応じた充電電流指令値の生成および出力時には、CC-CV方式に従う充電電流指令値の生成および出力は中断される。
実施例１では、充電開始時のM系列信号入力の終了時を所定電流積算期間の開始時とし、充電中であってセンサ電流Iが閾値Ith以下になったとき、または充電停止スイッチ9がONされたときのM系列信号入力の終了時を所定電流積算期間の終了時とする。つまり、この間の期間が所定電流積算期間となる。
【００１４】
充電器8は、充電電流指令値に応じてバッテリ6に電流を供給する。充電器8は、M系列信号をバッテリ6に入力するため構成として、図６に示すM系列信号発生回路21と信号調整部22とを備える。また、図７はM系列信号発生回路21のシフトレジスタ数である。
図６に示すように、M系列信号発生回路21は、複数のDレジスタ21aおよび加算器21bを備える。各Dレジスタ21aは、直列に配置され、前段の出力を後段の入力とし、例えばD-FFによる演算を行い、演算結果を出力する。各加算器21bは、直列に配置され、それぞれのDレジスタ21aの出力と、そのDレジスタ21aの後段の出力との加算結果の加算を行い、後段へ出力する。
【００１５】
次に、M系列について説明する。
図８は、M系列の一例であり、M系列とは、下記の式(1)の線形漸化式で発生される1ビットの数例である。
Xn = Xn-p + Xn-q (p>q)  …(1)
上記式(1)において、各項の値は0か1であり、+記号は排他的論理和を示す。そのため、n番目の項はn-p番目とn-q番目の項とをXOR演算することによって得られる。ただし、qは最終段に常にフィードバックされるため、q=1となる。一般式に表すと、M系列の周期Nは、N=2q-1で表される。
図８は、式(1)において、p=3,q=1の場合を説明するものである。図８において範囲Aの部分は、3ビットのパターンが全部で７種類あり、同じパターンのものはない。つまりM系列はpビットのパターンを全て１回ずつ発生させる。各パターンの要素は、0と1の２通りずつであるから、pビットで2p通りとなる。ただし、全てのビットが0となるパターンだけは、信号無発生となるので除く。つまり、M系列信号発生回路21では、図６において、Dレジスタ21aの上限流のビット値がX〜Xk-nに対応した値となる。そして、図７から、例えば127通りのパターンを選択し、Dレジスタ21aの数を７とする。
【００１６】
次に、信号調整部22について説明する。図９はM系列信号の波形図、図１０はその一部拡大図である。信号調整部22は、図１０に示すように、M系列信号発生回路21で発生されるM系列信号の最小単位を、最小時間幅、つまり構成上定められるクロック周期とする。そして、M系列信号が図９のように、例えば+3Aと-3Aとの間でON/OFFを繰り返す矩形波となるように調整し、バッテリ6に出力する。このM系列信号は、擬似白色性二値信号であり、+側の面積の合計と-側の面積の合計とが同じとなる信号となる。そして、この信号のON幅は127通りの幅を持ったものが１組（１周期）となる。
また、充電器8が充電のみの機能を有する場合は、放電のM系列信号を0Aとし、3Aと0Aを繰り返す矩形波とすることも可能である。
【００１７】
［バッテリ容量算出処理］
図１１は、実施例１のコントローラ2で実行されるバッテリ容量算出処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。この処理は、充電器8が外部電源に接続されたときに実施される。
ステップS1では、開放電圧推定部11において、電圧センサ3、電流センサ4からセンサ電圧V、センサ電流Iを読み込む。
ステップS2では、充電制御部17において、充電器8に対し充電電流指令値を出力し、バッテリ6の充電を開始する。
【００１８】
ステップS3では、充電制御部17において、M系列信号をバッテリ6に入力する充電電流指令値を充電器8に出力する。
ステップS4では、開放電圧推定部11において、センサ電圧V、センサ電流Iに基づいてバッテリモデル18の各パラメータR0,R1,R2,C1,C2を推定する。パラメータ推定方法については後述する。
ステップS5では、開放電圧推定部11において、推定した各パラメータR0,R1,R2,C1,C2とセンサ電流I、センサ電圧Vから開放電圧OCVを推定し、開放電圧OCVと充電率SOCの関係（図５）から開放電圧充電率SOC-v1を算出する。
ステップS6では、電流積算SOC算出部13において、センサ電流Iに基づいて電流積算を開始する。
ステップS7では、充電制御部17において、センサ電流Iが閾値Ith以下であるか否かと、充電停止か否か（スイッチ9がONか否か）とをそれぞれ判定し、一方の判定結果がYESの場合にはステップS8へ進み、両方の判定結果が共にNOの場合にはステップS16へ進む。
【００１９】
ステップS8では、充電制御部17において、M系列信号をバッテリ6に入力する充電電流指令値を充電器8に出力すると共に、開放電圧推定部11において、電圧センサ3、電流センサ4からセンサ電圧V、センサ電流Iを読み込む。
ステップS9では、開放電圧推定部11において、センサ電圧V、センサ電流Iに基づいてバッテリモデル18の各パラメータR0,R1,R2,C1,C2を推定する。
ステップS10では、開放電圧推定部11において、推定した各パラメータR0,R1,R2,C1,C2とセンサ電流I、センサ電圧Vから開放電圧OCVを推定し、開放電圧OCVと充電率SOCの関係から開放電圧充電率SOC-v2を算出する。
ステップS11では、ΔSOC-v算出部14において、開放電圧充電率SOC-v2から開放電圧充電率SOC-v1を減算してΔSOC-vを算出する。
ステップS12では、ΔSOC-i算出部15において、所定電流積算期間の電流積算充電率変化量ΔSOC-iを算出する。
【００２０】
ステップS13では、劣化推定部16において、容量維持率SOHをΔSOC-i/ΔSOC-vから計算する。
ステップS14では、劣化推定部16において、前回の充電時で算出した容量維持率SOH、または別の方法で算出した容量維持率SOHとの平均化処理を行い、最終的な容量維持率SOHとする。
ステップS15では、劣化推定部16において、初期バッテリ容量Ahに容量維持率SOHを乗算して現在のバッテリ容量Chを算出する。
ステップS16では、充電制御部17において、センサ電圧Vに応じて充電器8に対し充電電流指令値を出力する処理、すなわち、充電を継続する。
ステップS17では、ステップS7においてセンサ電流Iが閾値Ith以下と判定されたか否かを判定し、YESの場合にはステップS18へ進み、NOの場合には本制御を終了する。
ステップS18では、センサ電圧Vに応じて充電器8に対し充電電流指令値を出力する処理、すなわち、充電を再度行う。この再充電で電流Iが決められた値以下になると、充電が完了する。
【００２１】
［パラメータ推定処理］
次に等価回路パラメータ推定部S4,S9の詳細について説明する。
図４は実施例１の等価回路パラメータ推定部の制御ブロック図で、バッテリ6、バッテリモデル18、適応機構10を備えている。適応機構10の1つとして、カルマンフィルタがあり、内部のパラメータを自己修正するためのフィルタで、逐次パラメータ推定に用いられる。
バッテリ6は、この制御系への入力となる測定される電流を入力とし、測定されるバッテリ電圧Vを出力する。このバッテリ6は実際のバッテリを扱うものとして設定されたものである。
【００２２】
バッテリモデル18は、バッテリ6のモデルとなる等価回路であり、適応機構10による修正出力で等価回路のパラメータを調整し、電圧モデル推定値であるV＾を出力する。さらに、等価回路のパラメータを等価回路パラメータ推定部S4,S9の出力として出力する。例えば抵抗値R0〜R2、コンデンサ容量C1,C2である。なお、抵抗値R1,R2は、説明上、抵抗を示す符号と、抵抗値を示す記号の両方で用いる。
適応機構10は、VとV＾で演算される偏差に応じて、バッテリモデル18の演算内容を修正する出力を行う（V＾は、Vの推定値を表し、実際はVの上に＾がある表記になる）。
【００２３】
［SOH算出ロジック］
バッテリ6を充電したとき、充電開始から終了までの充電容量は、∫idt（iはバッテリ6の充放電電流であり、放電の符号は負(-)、充電の符号は正(+)とする。）であるから、∫idtから求まる充電開始から終了までの充電率SOCの変化量ΔSOC-iは、下記の式(2)で表すことができる。
ΔSOC-i = ∫idt/Ah  …(2)
一方、図５に示したバッテリ6の開放電圧OCVと充電率SOCとの関係を用い、充電終了時の開放電圧OCVから求まる充電率SOC-v2と、充電開始時の開放電圧OCVから求まる充電率SOC-v1とから求まる充電開始から終了までの充電率SOCの変化量ΔSOC-vは、下記の式(3)で表すことができる。
ΔSOC-v = SOC-v2 - SOC-v1  …(3)
【００２４】
ここで、
ΔSOC-v = ∫idt/(Ah×SOH)  …(4)
であるから、容量維持率SOHは、
SOH = {∫idt/Ah×100}
/(充電終了時SOC - 充電開始時SOC)  …(5)
となり、式(5)に式(2),(3)を代入することで、下記の式(6)を得る。
SOH = ΔSOC-i/ΔSOC-v  …(6)
式(6)により、容量維持率SOHは、電流積算充電率変化量ΔSOC-iを開放電圧充電率変化量ΔSOC-vで除算することで求まることがわかる。
【００２５】
次に、実施例１の作用を説明する。
図１２は、実施例１のバッテリ容量算出処理作用を示すタイムチャートである。
時点t1では、バッテリ6にM系列信号を入力する。
時点t2では、M系列信号入力中に得られた各センサ値から開放電圧OCVを推定すると共に、開放電圧OCVから開放電圧充電率SOC-v1を算出し、電流積算を開始する。
時点t3では、センサ電圧Vが上限電圧(4.2V)に達したため、時点t3以降では、充電電流の電流値を徐々に減少させる。
【００２６】
時点t4では、センサ電流Iが閾値Ith以下となったため、バッテリ6にM系列信号を入力する。
時点t5では、直前のM系列信号入力中に得られた各センサ値I,Vおよび各パラメータR0,R1,R2,C1,C2から開放電圧OCVを推定すると共に、開放電圧OCVから開放電圧充電率SOC-v2を算出する。そして、SOC-v2とSOC-v1との差分から開放電圧充電率変化量ΔSOC-vを求め、所定電流積算期間(t2〜t5)の電流積算充電率変化量ΔSOC-iを算出する。
これにより、容量維持率SOHを算出でき、算出した容量維持率SOHから現在のバッテリ容量Chを求めることができる。
【００２７】
［電流積算充電率変化量算出作用］
実施例１では、充電開始時におけるM系列信号入力が終了した時点から、充電期間中であってセンサ電流Iが閾値Ith以下になった時点、または充電停止スイッチ9がONされた時点におけるM系列信号入力が終了した時点までを所定電流積算期間とし、この電流積算期間のセンサ電流Iの積算値から電流積算充電率変化量ΔSOC-iを算出している。図１２において、充電を開始する時点t2からセンサ電圧Vが上限電圧に達する時点t3までの期間は上限電流により充電を行っている。また、時点t3から時点t4までの期間は、閾値Ithを超える充電電流である。このため、時点t2から時点t4までの電流積算期間では、電流センサ4の検出誤差に伴う電流積算誤差の影響を非常に小さくできる。なお、時点t4から時点t5までの期間は、M系列信号をバッテリ6への電流入力として入力しているが、この期間は時点t2から時点t4までの期間と比べて非常に短い期間であるため、電流積算誤差はほとんど生じない。
よって、実施例１では、電流積算誤差による影響の少ない電流積算充電率変化量ΔSOC-iを算出できるため、電流積算充電率変化量ΔSOC-iから求まる容量維持率SOH、および容量維持率SOHから求まるバッテリ容量Chを高精度に算出できる。
特に、充電スタンドでの急速充電時には、家庭用電源による通常充電時に対して充電電流が大きく、かつ、電流積算量、すなわち電流積算充電率変化量ΔSOC-iが大きくなるため、電流積算誤差による影響をより少なくでき、顕著な効果を奏する。
【００２８】
［M系列信号入力によるパラメータ推定作用］
実施例１では、開放電圧充電率SOC-vを求めるにあたり、バッテリ6にM系列信号を電流入力として入力し、そのときに得られるセンサ電圧V、センサ電流Iからバッテリモデル18の各パラメータR0,R1,R2,C1,C2を逐次推定し、推定した各パラメータR0,R1,R2,C1,C2から開放電圧OCVを推定し、バッテリ6のOCV-SOC特性を参照して開放電圧充電率SOC-vを算出している。
ここで、M系列信号は、図９に例示したように、プラス側の面積とマイナス側の面積とが同一となる矩形状の擬似白色二値信号（PRBS：Pseudo Random Binary Signal）である。また、実施例１において、充電時に放電が出来ない場合は、二値信号をプラス側の電流と0の二値の入力としても構わない。この場合でも、逐次パラメータ推定により、バッテリの状態に応じてパラメータを逐次修正するため、SOCが変化しても精度の高い各パラメータR0,R1,R2,C1,C2の推定を行うことができる。
よって、現在のバッテリ6の状態に合致したバッテリモデル18の同定が可能となるため、開放電圧OCVの推定精度を高めることができ、精度の高い開放電圧充電率SOC-vの推定を行うことができる。この結果、開放電圧充電率変化量ΔSOC-vから求まる容量維持率SOHおよび容量維持率SOHから求まるバッテリ容量Chを高精度に算出できる。
【００２９】
［従来技術との対比］
国際公開第2008/026476号には、ハイブリッド車両の走行中、バッテリの充放電状態が２回切り替わる間の期間を電流積算期間として電流積算充電率変化量を算出している。また、２つの切り替わりタイミングで推定したバッテリの開放電圧から開放電圧充電率を求め、両者の差分から開放電圧充電率変化量を算出している。この従来技術では、バッテリの端子電圧を開放電圧に換算するための補正値を求め、切り替わりタイミングでの端子電圧と補正値とから開放電圧を求めている。
【００３０】
ところが、この従来技術には以下のような問題がある。
(a) １つのデータ（充放電状態が切り替わった時点での端子電圧）のみから開放電圧を推定しているため、開放電圧の推定精度が低く、開放電圧充電率変化量の算出精度が低下する。
(b) バッテリ使用時は電流が安定しないため、特に電流が小さい場合には特に電流積算誤差が大きくなることから、電流積算充電率変化量の算出精度が低下する。
(c) 端子電圧から開放電圧を求めるための補正値は切り替わり直前までの充放電電流に左右されるため、実際のバッテリ使用時に算出するのは困難である。なお、従来技術では、一定電流から0Aでの実験結果から補正値を算出しているものの、バッテリ使用時の充放電状態切り換え時に電流がOAになる場合と、前記一定電流から0Aになる場合とは明らかにバッテリの内部状態が異なるため、補正値が同じになるとは言い難い。また、充放電状態が切り替わらない電流積算期間の平均電流を求めることで、上記一定電流から0Aになるときの補正値を用いてある程度推定はできるが、電流積算期間以前の期間も補正値に影響を与えるため、補正値の算出精度が低くなる可能性がある。よって、開放電圧の推定精度が低下する。
【００３１】
これに対し、実施例１では、充電期間内の所定期間を電流積算期間として電流積算充電率変化量ΔSOC-iを算出している。CC-CV充電方式の充電中、その大部分の期間は安定した（一定の）大きな電流をバッテリ6に入力しているため、電流積算誤差を小さくでき、電流積算充電率変化量ΔSOC-iを高精度に算出できる。よって、上記(b)の課題を解決できる。
また、実施例１では、バッテリ6にM系列信号入力を入力したときのセンサ電圧V、センサ電流Iから推定したバッテリモデル18の各パラメータR0,R1,R2,C1,C2に基づいて開放電圧を推定している。すなわち、バッテリ6に127通りの周波数の電流を入力したときの周波数応答データ（センサ電圧V、センサ電流I）を用いて開放電圧OCVを推定できるため、精度の高い開放電圧OCVの推定を行うことができ、開放電圧充電率変化量ΔSOC-vを高精度に算出できる。よって、上記(a),(c)を解決できる。
以上のように、実施例１では、従来技術に比して開放電圧充電率変化量ΔSOC-vと電流積算充電率変化量ΔSOC-iの算出精度を共に高めることができるため、バッテリ容量Chをより正確に算出できる。
【００３２】
実施例１では、以下に列挙する効果を奏する。
(1) コントローラ2は、充電器8によるバッテリ6の充電期間内における所定電流積算期間のセンサ電流Iを積算し、電流積算に基づくバッテリ6の充電率である電流積算充電率SOC-iを算出する電流積算SOC算出部13と、所定電流積算期間の電流積算充電率の変化量である電流積算充電率変化量ΔSOC-iを算出するΔSOC-i算出部15と、バッテリ6の状態量に基づいて所定電流積算期間の開始時および終了時の開放電圧OCVを推定する開放電圧推定部11と、所定電流積算期間の開始時および終了時の前記開放電圧に基づくバッテリ6の充電率である開放電圧充電率SOC-v1,SOC-v2を算出するOCV-SOC変換部12と、所定電流積算期間の終了時の開放電圧充電率SOC-v2と所定電流積算期間の開始時の開放電圧充電率SOC-v1との差分である開放電圧充電率変化量を算出するΔSOC-v算出部14と、開放電圧充電率変化量ΔSOC-vに対する電流積算充電率変化量ΔSOC-iの比である容量維持率SOHを算出し、算出した容量維持率SOHに基づきバッテリ6のバッテリ容量Chを算出する劣化推定部16と、を備える。
充電器8によるバッテリ6の充電時は使用時と比較してセンサ電流Iが高く、かつ安定しているため、電流積算誤差による影響を少なくでき、電流積算充電率変化量ΔSOC-iを精度良く算出できる。よって、電流積算充電率変化量ΔSOC-iと開放電圧充電率変化量ΔSOC-vとから求まる容量維持率SOHの算出精度を高めることができ、この結果、容量維持率SOHと初期電池容量Ahから求まる電池容量Chを高精度に算出できる。
【００３３】
(2) 所定電流積算期間を、センサ電流Iが閾値Ithを超える期間としたため、電流積算誤差による影響を少なくでき、電流積算充電率変化量ΔSOC-iを精度良く算出できる。
(3) バッテリ6の状態量（センサ電流I、センサ電圧V）に基づいてバッテリモデル18の各パラメータR0,R1,R2,C1,C2を逐次推定する開放電圧推定部11を備え、開放電圧推定部11は、各パラメータR0,R1,R2,C1,C2に基づいて所定電流積算期間の開始時および終了時の開放電圧OCVを推定する。
逐次更新される各パラメータR0,R1,R2,C1,C2によりバッテリモデル18の特性をバッテリ6の実際の特性に追従させることができる。よって、開放電圧OCVを精度良く算出でき、バッテリ容量Chの算出精度をより高めることができる。
【００３４】
(4) 充電開始時および充電期間中であってセンサ電流Iが閾値Ith以下となったとき、M系列信号を電流入力としてバッテリ6に入力する充電制御部17を備え、ΔSOC-i算出部15は、充電開始時におけるM系列信号入力が終了した時点を所定電流積算期間の開始時とし、センサ電流Iが閾値Ith以下となった後にM系列信号入力が終了した時点を所定電流積算期間の終了時とする。
充電器8によるバッテリ6の充電開始直前および充電中はセンサ電流Iがほとんど変化しないため、バッテリモデル18における各パラメータR0,R1,R2,C1,C2の推定精度は低下する。そこで、M系列信号をバッテリ6に入力することで、バッテリ6に127通りの周波数の電流を入力したときの周波数応答データが得られるため、各パラメータR0,R1,R2,C1,C2を高精度に推定できる。
【００３５】
(5) ドライバが充電を停止するための充電停止スイッチ9を備え、充電制御部17は、充電期間中であってセンサ電流Iが閾値Ith以下となる前に充電停止スイッチ9が操作されたとき、M系列信号を電流入力としてバッテリ6に入力する。
これにより、ドライバによる充電停止時においても各パラメータR0,R1,R2,C1,C2を高精度に推定できる。
【００３６】
(6) 充電器8によるバッテリ6の充電期間内における所定電流積算期間のセンサ電流Iの積算値に基づいて電流積算充電率変化量ΔSOC-iを算出し、バッテリ6の状態量に基づいて所定電流積算期間の開始時および終了時の開放電圧OCVを推定し、推定した開放電圧OCVから所定電流積算期間の開始時および終了時の充電率SOC-v1,SOC-v2を求め、両者の差分から開放電圧充電率変化量ΔSOC-vを算出し、開放電圧充電率変化量ΔSOC-vに対する電流積算充電率変化量ΔSOC-iの比である容量維持率SOHを算出し、バッテリ6の初期バッテリ容量Ahに容量維持率SOHを乗算してバッテリ6の電池容量Chを算出する。
充電器8によるバッテリ6の充電時は使用時と比較してセンサ電流Iが高く、かつ安定しているため、電流積算誤差による影響を少なくでき、電流積算充電率変化量ΔSOC-iを精度良く算出できる。よって、電流積算充電率変化量ΔSOC-iと開放電圧充電率変化量ΔSOC-vとから求まる容量維持率SOHの算出精度を高めることができ、この結果、容量維持率SOHと初期電池容量Ahから求まる電池容量Chを高精度に算出できる。
【００３７】
〔実施例２〕
実施例２は、バッテリ6にM系列信号を入力できない場合、充電前後の走行に伴うセンサ電流Iの変化を利用して開放電圧OCVを推定するものである。以下、実施例１と異なる構成のみ説明する。
実施例２の充電制御部（M系列信号入力可否判定手段）17では、バッテリ6へのM系列信号入力が可能であるか否かを判定する。ここで、M系列信号入力が不可能である場合とは、充電器8が車載ではなく、M系列信号出力機能を備えていない場合や、ドライバが充電中に充電ケーブルを抜いた場合である。充電制御部17は、充電器8からの信号に基づいてM系列信号入力が可能であるか否かを判断する。
ΔSOC-i算出部15は、充電開始前にM系列信号入力が不可能であると判定された場合、充電開始時を所定電流積算期間の開始時とする。また、充電開始後にM系列信号入力が不可能であると判定された場合、充電終了後の走行時においてセンサ電流Iの絶対値の積算量が所定量に達した時点を所定電流積算期間の終了時とする。ここで、所定量は、カルマンフィルタが安定して各パラメータR0,R1,R2,C1,C2の自己修正を行うことができる程度に周波数応答データが得られるセンサ電流Iの絶対値の積算量、つまり、開放電圧推定部11による開放電圧OCVの推定に必要な精度が得られるセンサ電流Iの絶対値の積算量とする。
開放電圧推定部11は、車両が停車する都度、開放電圧OCVを推定しておき、充電開始前にM系列信号入力が不可能であると判定された場合、直前の車両停車時点で推定した開放電圧OCVを所定電流積算期間の開始時の開放電圧OCVとする。
【００３８】
［バッテリ容量算出処理］
図１３は、実施例２のコントローラ2で実行されるバッテリ容量算出処理の流れを示すフローチャートであり、以下、各ステップについて説明する。なお、図１１に示した実施例１と同じ処理を行うステップには、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
ステップS21では、充電制御部17において、バッテリ6へのM系列信号入力が可能であるか否かを判定し、YESの場合はステップS1へ進み、NOの場合はステップS22へ進む。
ステップS22では、開放電圧推定部11において、車両停車時点、すなわち、充電開始直前にセンサ電流Iがゼロとなった時点で推定した開放電圧OCVを所定電流積算期間の開始時の開放電圧OCVとし、当該開放電圧OCVと充電率SOCの関係（図５）から所定電流積算期間の開始時の開放電圧充電率SOC-v1を算出する。
ステップS23では、充電制御部17において、充電器8に対し充電電流指令値を出力し、バッテリ6の充電を開始する。
ステップS24では、充電制御部17において、バッテリ6へのM系列信号入力が可能であるか否かを判定し、YESの場合はステップS8へ進み、NOの場合はステップS25へ進む。
【００３９】
ステップS25では、ΔSOC-i算出部15において、ステップS25でNOと判定されてからセンサ電流Iの絶対値の積算量が所定量に達したか否かを判定し、YESの場合はステップS27へ進み、NOの場合はステップS26を繰り返す。
ステップS26では、開放電圧推定部11において、センサ電圧V、センサ電流Iに基づいてバッテリモデル18の各パラメータR0,R1,R2,C1,C2を推定する。パラメータ推定方法はステップS4と同様である。
ステップS27では、開放電圧推定部11において、推定した各パラメータR0,R1,R2,C1,C2とセンサ電流I、センサ電圧Vから開放電圧OCVを推定し、開放電圧OCVと充電率SOCの関係（図５）から開放電圧充電率SOC-v2を算出する。
ステップS28では、ΔSOC-v算出部14において、開放電圧充電率SOC-v2から開放電圧充電率SOC-v1を減算してΔSOC-vを算出する。
ステップS29では、ΔSOC-i算出部15において、充電開始時からステップS26でYESと判定された時点までの電流積算充電率変化量ΔSOC-iを算出する。
ステップS17'では、S7で電流が閾値以下になり、S24でM系列信号入力があった場合のみYESとし、ステップS18で再充電を行う。
【００４０】
次に、実施例２の作用を説明する。
図１４は、実施例２のバッテリ容量算出処理作用を示すタイムチャートである。
時点t1では、ドライバがバッテリ6を充電するために車両を停止させる。このとき、走行中に得られた各センサ値I,Vおよび各パラメータR0,R1,R2,C1,C2から開放電圧OCVを推定する。
時点t2では、バッテリ6へのM系列信号入力が不可能であると判定し、時点t1で推定した開放電圧OCVを開放電圧充電率SOC-v1とし、電流積算を開始する。
時点t3では、M系列信号入力が不可能であると判定する。
時点t4では、車両が走行を開始する。
【００４１】
時点t5では、時点t3の充電終了時からのセンサ電流Iの絶対値の積算量が所定量に達したため、各センサ値I,Vおよび各パラメータR0,R1,R2,C1,C2から開放電圧OCVを推定し、推定した開放電圧OCVから開放電圧充電率SOC-v2を算出する。そして、SOC-v2とSOC-v1との差分から開放電圧充電率変化量ΔSOC-vを求めると共に、時点t2の充電開始時から時点t5までの電流積算充電率変化量ΔSOC-iを算出する。
これにより、バッテリ6へのM系列信号入力が不可能である場合であっても、容量維持率SOHを算出でき、算出した容量維持率SOHから現在のバッテリ容量Chを求めることができる。
【００４２】
［走行中の電流変化を利用した開放電圧充電率算出作用］
充電開始前にバッテリ6へのM系列信号の入力が不可能であるとき、車両は停止しているため、センサ電流Iはゼロである。このとき、仮にセンサ電流Iが一定値の状態で開放電圧OCVを推定した場合、各パラメータR0,R1,R2,C1,C2の推定誤差が大きくなるため、開放電圧充電率変化量ΔSOC-vの推定精度が低下する。
そこで、実施例２では、充電開始前にM系列信号入力が不可能である場合、車両停車時点に推定した開放電圧OCVを開放電圧充電率SOC-v1とする。車両停車時点で推定されたバッテリモデル18の各パラメータR0,R1,R2,C1,C2は、走行中のセンサ電流Iの変化に応じて逐次修正されたものであるため、各パラメータR0,R1,R2,C1,C2の推定誤差が小さく、開放電圧OCVを精度良く推定できる。また、時点t1からt2の期間ではセンサ電流Iがゼロであり、バッテリ6の状態が変化していないため、時点t1の時点で推定した開放電圧OCVは時点t2の時点における開放電圧OCVと見なすことができる。
また、実施例２では、充電開始後にM系列信号入力が不可能である場合、充電終了時にセンサ電流Iの絶対値の積算量が所定量に達した時点で推定された開放電圧OCVを所定電流積算期間の終了時の開放電圧OCVとし、この開放電圧OCVに基づいて開放電圧充電率SOC-v2を算出する。センサ電流Iの絶対値の積算量が所定量に達した時点で推定される各パラメータR0,R1,R2,C1,C2は、走行中のセンサ電流Iの変化に応じて逐次修正されたものであるため、各パラメータR0,R1,R2,C1,C2の推定誤差が小さく、開放電圧充電率SOC-v2を精度良く算出できる。
【００４３】
実施例２では、実施例１の効果(1)〜(6)に加え、以下に列挙する効果を奏する。
(7) 充電制御部17は、バッテリ6へのM系列信号入力が可能であるか否かを判定し、ΔSOC-i算出部15は、充電開始前にM系列信号入力が不可能であると判定された場合、充電開始時を所定電流積算期間の開始時とし、開放電圧推定部11は、充電開始前に前記M系列信号入力が不可能であると判定された場合、充電開始直前にセンサ電流Iがゼロとなった時点で開放電圧OCVを推定し、当該開放電圧OCVを所定電流積算期間の開始時の開放電圧OCVとする。
これにより、充電器8がM系列信号出力機能を備えていない場合には、充電前の走行時に逐次更新された各パラメータR0,R1,R2,C1,C2に基づいて開放電圧充電率SOC-v1を算出できるため、精度の高いバッテリ容量Chを求めることができる。
【００４４】
(8) 充電制御部17は、バッテリ6へのM系列信号入力が可能であるか否かを判定し、ΔSOC-i算出部15は、充電開始後であってセンサ電流Iが閾値Ith以下となった後にM系列信号入力が不可能であると判定された場合、または、充電ケーブルを抜いてM系列信号入力が不可能であると判定された場合、充電終了後にセンサ電流Iの絶対値の積算量が所定量に達した時点を所定電流積算期間の終了時とする。
これにより、充電器8がM系列信号出力機能を備えていない場合、またはドライバが充電中に充電ケーブルを抜いて充電停止になった場合には、充電後の走行時に逐次更新された各パラメータR0,R1,R2,C1,C2に基づいて開放電圧充電率SOC-v2を算出できるため、精度の高いバッテリ容量Chを求めることができる。
【００４５】
〔実施例３〕
実施例３は、バッテリ6にM系列信号を入力せず、充電前後の走行に伴うセンサ電流Iの変化を利用して開放電圧OCVを推定するものである。以下、実施例１または２と異なる構成のみ説明する。
ΔSOC-i算出部15は、充電開始時を所定電流積算期間の開始時として電流積算を開始する。そして、充電中であってセンサ電流Iが閾値Ith以下となる前に充電停止スイッチ9が操作されまたは充電ケーブルが抜かれたとき、その後の走行時においてセンサ電流Iの絶対値の積算量が所定量に達した時点を所定電流積算期間の終了時とする。ここで、所定量は、カルマンフィルタが安定して各パラメータR0,R1,R2,C1,C2の自己修正を行うことができる程度に周波数応答データが得られるセンサ電流Iの絶対値の積算量、つまり、開放電圧推定部11による開放電圧OCVの推定に必要な精度が得られるセンサ電流Iの絶対値の積算量とする。
つまり、実施例３では、充電が途中で中断した場合にのみバッテリ容量Chの算出を実施する。
開放電圧推定部11は、車両が停止する都度、開放電圧OCVを推定しておき、充電が途中で中断した場合、充電開始直前の車両停止時点で推定した開放電圧OCVを所定電流積算期間の開始時の開放電圧OCVとする。
なお、実施例３では、バッテリ6にM系列信号を入力しないため、M系列信号に関する機能は不要である。
【００４６】
［バッテリ容量算出処理］
図１５は、実施例３のコントローラ2で実行されるバッテリ容量算出処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。この処理は、車両停車時に実施される。なお、図１１に示した実施例１または図１３に示した実施例２と同じ処理を行うステップには、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
ステップS31では、充電制御部17において、充電器8が外部電源に接続されたか否かを判定し、YESの場合にはステップS32へ進み、NOの場合には本制御を終了する。
ステップS32では、充電制御部17において、充電器8に対し充電電流指令値を出力し、バッテリ6の充電を開始する。
ステップS33では、充電制御部17において、充電停止（スイッチ9がONまたは充電ケーブルが抜かれた）か否かを判定し、YESの場合にはステップS34へ進み、NOの場合にはステップS33を繰り返す。
ステップS34では、充電制御部17において、センサ電流Iが閾値Ithよりも大きいか否かを判定し、YESの場合にはステップS25へ進み、NOの場合には本制御を終了する。
【００４７】
次に、実施例３の作用を説明する。
実施例３のバッテリ容量算出作用を、図１４を用いて説明する。
時点t1では、車両が停止したため、走行中に得られた各センサ値I,Vおよび各パラメータR0,R1,R2,C1,C2から開放電圧OCVを推定し、開放電圧OCVから開放電圧充電率SOC-v1を算出する。
時点t2では、電流積算を開始する。
時点t3では、ドライバが充電ケーブルを抜いて充電を中断する。
時点t4では、車両が走行を開始する。
時点t5では、時点t3の充電終了時からのセンサ電流Iの絶対値の積算量が所定量に達したため、各センサ値I,Vおよび各パラメータR0,R1,R2,C1,C2から開放電圧OCVを推定し、推定した開放電圧OCVから開放電圧充電率SOC-v2を算出する。そして、SOC-v2とSOC-v1との差分から開放電圧充電率変化量ΔSOC-vを求めると共に、時点t2の充電開始時から時点t5までの電流積算充電率変化量ΔSOC-iを算出する。
これにより、ドライバが充電を中断した場合には、容量維持率SOHを算出でき、算出した容量維持率SOHから現在のバッテリ容量Chを求めることができる。
【００４８】
［走行中の電流変化を利用した開放電圧充電率算出作用］
実施例３では、車両停車時点に推定した開放電圧OCVを開放電圧充電率SOC-v1とする。車両停車時点で推定されたバッテリモデル18の各パラメータR0,R1,R2,C1,C2は、走行中のセンサ電流Iの変化に応じて逐次修正されたものであるため、各パラメータR0,R1,R2,C1,C2の推定誤差が小さく、開放電圧OCVを精度良く推定できる。また、時点t1からt2の期間ではセンサ電流Iがゼロであり、バッテリ6の状態が変化していないため、時点t1の時点で推定した開放電圧OCVは時点t2の時点における開放電圧OCVと見なすことができる。
また、実施例３では、充電終了時にセンサ電流Iの絶対値の積算量が所定量に達した時点で推定された開放電圧OCVを所定電流積算期間の終了時の開放電圧OCVとし、この開放電圧OCVに基づいて開放電圧充電率SOC-v2を算出する。センサ電流Iの絶対値の積算量が所定量に達した時点で推定される各パラメータR0,R1,R2,C1,C2は、走行中のセンサ電流Iの変化に応じて逐次修正されたものであるため、各パラメータR0,R1,R2,C1,C2の推定誤差が小さく、開放電圧充電率SOC-v2を精度良く算出できる。
【００４９】
実施例３では、実施例１の効果(1)〜(3),(6)に加え、以下の効果を奏する。
(9) ΔSOC-i算出部15は、充電開始時を所定電流積算期間の開始時、充電終了後にセンサ電流Iの絶対値の積算量が所定量に達した時点を所定電流積算期間の終了時とし、開放電圧推定部11は、充電開始直前にセンサ電流Iがゼロとなった時点で推定した開放電圧OCVを所定電流積算期間の開始時の開放電圧OCVとする。
これにより、ドライバが充電を中断した場合、充電前後の走行時に逐次更新された各パラメータR0,R1,R2,C1,C2に基づいて開放電圧充電率SOC-v1,SOC-v2を算出できるため、精度の高いバッテリ容量Chを求めることができる。
【００５０】
（他の実施例）
以上、本発明の電池容量算出装置および電池容量算出方法を実施例に基づいて説明したが、具体的な構成については、実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加は許容される。
例えば、実施例では、逐次パラメータ推定にカルマンフィルタを用いたが、他の推定方法を用いてもよい。
実施例では、二次電池を電気自動車の強電バッテリとした例を示したが、ハイブリッド車両の強電バッテリにも適用できる。また、適用範囲は車載バッテリに限られるものではなく、充電可能な二次電池であれば実施例と同様の作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５１】
6  バッテリ（二次電池）
9  充電停止スイッチ
11  開放電圧推定部（電池モデルパラメータ推定手段、開放電圧充電率算出手段）
12  OCV-SOC変換部（開放電圧充電率算出手段）
13  電流積算SOC算出部（電流積算充電率算出手段）
14  ΔSOC-v算出部（開放電圧充電率変化量算出手段）
15  ΔSOC-i算出部（電流積算充電率変化量算出手段）
16  劣化推定部（電池容量算出手段）
17  充電制御部（M系列信号入力手段、M系列信号入力可否判定手段）
18  バッテリモデル（電池モデル）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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